重醫(yī)大團隊利用ChIP-seq等揭示循環(huán)腫瘤細胞簇存活的表觀調(diào)控機制
2025年11月10日，重慶醫(yī)科大學檢驗醫(yī)學院唐睿博士為第一作者、重慶醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院乳腺甲狀腺外科羅浩軍教授和重慶醫(yī)科大學檢驗醫(yī)學院柳滿然教授為共同通訊作者，在腫瘤學領(lǐng)域頂級期刊《Cancer Communications》（IF24.9/Q1）上發(fā)表題為“Unfolded protein response kinase PERK supports survival and metastasis of circulating tumor cell clusters via SAM synthesis and H3K4me3-dependent PDGFB signaling”的科研成果。聚焦于循環(huán)腫瘤細胞簇（CTC clusters）在血液環(huán)境中的存活與轉(zhuǎn)移機制這一核心問題，本研究發(fā)現(xiàn)CTC clusters通過激活未折疊蛋白應(yīng)答（UPR）關(guān)鍵激酶PERK，參與調(diào)控蛋氨酸代謝通路（MAT2A介導(dǎo)的SAM合成），進而促進組蛋白修飾H3K4me3在PDGFB啟動子區(qū)域的富集，最終通過PDGFB-PDGFRβ信號軸激活PI3K/AKT以增強CTC clusters的轉(zhuǎn)移能力。此研究首次揭示了PERK/SAM/H3K4me3/PDGFB軸在CTC clusters適應(yīng)性存活中的核心作用，為靶向轉(zhuǎn)移前體細胞提供了新策略，此外，為開發(fā)靶向腫瘤轉(zhuǎn)移的新型治療策略提供了理論依據(jù)。
標題：Unfolded protein response kinase PERK supports survival and metastasis of circulating tumor cell clusters via SAM synthesis and H3K4me3-dependent PDGFB signaling（未折疊蛋白應(yīng)答激酶PERK通過SAM合成和H3K4me3依賴性PDGFB信號支持循環(huán)腫瘤細胞簇的存活和轉(zhuǎn)移）
發(fā)表時間：2025年11月10日
發(fā)表期刊：Cancer Communications
影響因子：IF24.9/Q1
技術(shù)平臺：代謝組學、表觀組學（ChIP-seq）、轉(zhuǎn)錄組學（RNA-seq）等
客戶單位：重慶醫(yī)科大學
DOI: 10.1002/cac2.70072
背景：轉(zhuǎn)移是癌癥相關(guān)死亡的主要原因，而循環(huán)腫瘤細胞簇（CTC clusters）是遠處轉(zhuǎn)移的高效前體細胞。血液中CTC clusters的存活是腫瘤轉(zhuǎn)移的主要因子。然而，CTC clusters如何響應(yīng)血液環(huán)境并驅(qū)動轉(zhuǎn)移的潛在機制仍不清楚。本研究旨在闡明使CTC clusters能夠在血液中適應(yīng)并存活的潛在機制。
方法：采用微流控系統(tǒng)在癌癥患者以及患者來源異種移植（PDX）、細胞系來源異種移植和同基因模型中檢測CTC clusters。利用RNA測序（RNA-seq）、基因干擾和流式細胞術(shù)鑒定負責CTC clusters適應(yīng)性存活的關(guān)鍵分子。為研究適應(yīng)性存活的潛在機制，采用RNA-seq、靶向代謝組學、同位素示蹤實驗、染色質(zhì)免疫沉淀測序（ChIP-seq）和免疫熒光（IF）染色等實驗，在患者來源的CTCs和PDX模型中評估了存活通路抑制劑聯(lián)合化療藥物的治療潛力。
結(jié)果：與單CTC相比，CTC clusters表現(xiàn)出更強的存活和轉(zhuǎn)移能力，并與不良臨床結(jié)局相關(guān)。未折疊蛋白反應(yīng)（UPR）介導(dǎo)因子——蛋白激酶R樣內(nèi)質(zhì)網(wǎng)激酶（PERK）在CTC clusters中被激活，并維持S-腺苷蛋氨酸（SAM）的可用性，從而促進其在血液中的適應(yīng)性存活。具體而言，PERK介導(dǎo)激活轉(zhuǎn)錄因子4（ATF4）的上調(diào)，從而增強蛋氨酸腺苷轉(zhuǎn)移酶2A（MAT2A）表達，進而促進SAM合成。增加的SAM增強了血小板衍生生長因子B（PDGFB）啟動子上的H3K4me3修飾，導(dǎo)致PDGFB分泌升高并在CTC clusters的細胞間區(qū)域內(nèi)積累。PDGFB作為共有存活信號，通過血小板衍生生長因子受體β（PDGFRβ）觸發(fā)磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/蛋白激酶B（AKT）通路，支持CTC clusters在血液中的存活。抑制PERK和PDGFRβ嚴重損害了存活信號，并抑制了CTC clusters的轉(zhuǎn)移擴散。
結(jié)論：本研究結(jié)果揭示了PERK/MAT2A/PDGFB軸賦予CTC clusters在血液中的適應(yīng)性存活能力。靶向這一存活信號通路代表了轉(zhuǎn)移性癌癥的一種有前景的治療策略。
圖形摘要：UPR-PERK信號通路促進CTC clusters在血流微環(huán)境中存活的模式圖。
CTC clusters激活適應(yīng)性UPR，進而刺激PERK-ATF4-MAT2A軸以調(diào)節(jié)細胞內(nèi)SAM可用性。CTC clusters中SAM積累誘導(dǎo)PDGFB啟動子處H3K4me3修飾，導(dǎo)致PDGFB表達增強。分泌的PDGFB在細胞簇的細胞間區(qū)域積累，為簇內(nèi)細胞提供共有存活信號，從而維持CTC clusters在血流中存活。
研究方法
1、樣本收集與處理：從乳腺癌、黑色素瘤、結(jié)腸癌和肺腺癌患者中收集血液樣本和原發(fā)腫瘤組織，分離出CTC clusters和單個CTC，并去除白細胞和紅細胞。
2、動物模型構(gòu)建：利用NCG小鼠、BALB/c小鼠和C57BL/6小鼠構(gòu)建患者來源異種移植（PDX）模型、細胞系來源異種移植（CDX）模型和同種異體模型，通過尾靜脈注射單CTC或CTC clusters評估其轉(zhuǎn)移能力。
3、分子干預(yù)和藥物處理：CRISPR/Cas9敲除PERK、shRNA敲低MAT2A/PDGFB/ATF4，PERK抑制劑AMG44、PDGFRβ抑制劑伊馬替尼、MAT2A抑制劑PF9366等聯(lián)合治療評估其對CTC clusters存活和轉(zhuǎn)移的抑制效果。
4、多組學分析：
ChIP-seq：分析H3K4me3在CTC clusters中的富集情況，結(jié)合RNA-seq數(shù)據(jù)篩選出與CTC clusters存活相關(guān)的基因。
RNA-seq：比較PERK-KO與對照CTC clusters的轉(zhuǎn)錄組差異，并結(jié)合代謝組學分析揭示PERK在蛋氨酸代謝中的作用。。
靶向代謝組學：檢測SAM、SAH等蛋氨酸循環(huán)代謝物。
5、功能驗證：流式細胞術(shù)檢測凋亡（Annexin V）、細胞周期。免疫熒光/免疫組化分析pPERK、PDGFB定位。微流控芯片分離患者CTC，體外培養(yǎng)并評估藥物敏感性。
結(jié)果圖形
（1）CTC clusters是多種惡性腫瘤的高效轉(zhuǎn)移前體
通過分析乳腺癌、結(jié)腸癌、黑色素瘤和肺腺癌患者血液樣本，研究發(fā)現(xiàn)CTC clusters與患者無遠處轉(zhuǎn)移生存期（DMFS）縮短顯著相關(guān)。在多種小鼠模型中（如PDX、CDX），CTC clusters數(shù)量和大小在腫瘤血管中顯著高于心臟血樣，提示其更易被遠端器官微血管捕獲。體內(nèi)實驗顯示，注射CTC clusters的小鼠比注射單CTC的小鼠更快形成肺轉(zhuǎn)移灶，且存活期更短。此外，通過藥物（如地高辛）解聚CTC clusters可顯著降低轉(zhuǎn)移負荷，證明簇狀結(jié)構(gòu)本身對轉(zhuǎn)移效率至關(guān)重要。
（2）適應(yīng)性未折疊蛋白應(yīng)答（UPR）促進CTC clusters在血液中的存活
RNA-seq分析顯示，CTC clusters中相關(guān)基因顯著富集，UPR通路基因（如HSPA5、XBP1）顯著上調(diào)。CTC clusters表現(xiàn)出更強的適應(yīng)性UPR反應(yīng)，能夠有效抵抗內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激（ERS）誘導(dǎo)的細胞死亡。在模擬血液環(huán)境的懸浮培養(yǎng)中，CTC clusters的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激標記物（如TPE-MI）積累低于單CTC，且對ERS誘導(dǎo)劑衣霉素的凋亡抵抗更強。預(yù)先用UPR激活劑Azoramide處理CTC clusters可增強其肺轉(zhuǎn)移能力，表明UPR激活是CTC clusters適應(yīng)血液環(huán)境的關(guān)鍵策略。
（3）激活的UPR-PERK信號賦予CTC clusters在血液中的存活能力
PERK在CTC clusters中表達和磷酸化水平均高于單CTC。敲低PERK顯著增加CTC clusters的凋亡率。PERK抑制劑AMG44處理使CTC clusters對衣霉素敏感，而PERK激活劑MK-28可減少凋亡。體內(nèi)實驗顯示，PERK-KO的CTC clusters在肺轉(zhuǎn)移模型中凋亡增加，證實PERK是UPR通路中維持CTC clusters存活的重要因子。
（4）PERK缺失抑制腫瘤轉(zhuǎn)移
尾靜脈注射PERK-KO的CTC clusters后，小鼠肺轉(zhuǎn)移結(jié)節(jié)數(shù)量顯著減少。原位移植PERK-KO腫瘤細胞的小鼠血液中CTC clusters數(shù)量下降，且簇內(nèi)TUNEL陽性細胞增多。臨床數(shù)據(jù)分析顯示，PERK高表達與乳腺癌和黑色素瘤患者的不良預(yù)后相關(guān)，進一步支持PERK在轉(zhuǎn)移中的促進作用。
（5）PERK信號通過蛋氨酸代謝維持SAM的可用性
RNA-seq和代謝組學發(fā)現(xiàn)PERK-KO導(dǎo)致蛋氨酸循環(huán)代謝物（如SAM、SAH）減少。同位素示蹤實驗證實PERK促進外源性蛋氨酸向SAM的轉(zhuǎn)化。具體而言，PERK通過激活下游轉(zhuǎn)錄因子ATF4上調(diào)MAT2A（SAM合成關(guān)鍵酶）的表達。MAT2A敲低或蛋氨酸剝奪均導(dǎo)致SAM水平下降和凋亡增加，而補充SAM可部分挽救此表型。
（6）PDGFB通過SAM介導(dǎo)的H3K4me3甲基化修飾作為CTC clusters內(nèi)的共有存活信號
ChIP-seq和RNA-seq聯(lián)合分析發(fā)現(xiàn)，SAM積累通過H3K4me3修飾增強PDGFB表達。ChIP-seq分析發(fā)現(xiàn)，蛋氨酸限制（MRM）顯著降低PDGFB啟動子區(qū)的H3K4me3富集。SAM補充可恢復(fù)H3K4me3水平和PDGFB表達。進一步機制研究表明，轉(zhuǎn)錄因子SP1招募組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶SETD1A催化H3K4me3修飾，直接促進PDGFB轉(zhuǎn)錄。PDGFB蛋白在CTC clusters細胞間區(qū)域富集，通過激活PDGFRβ/PI3K/AKT通路抑制凋亡，為CTC clusters提供共有存活信號。敲低PDGFB后，顯著降低了CTC clusters的轉(zhuǎn)移能力。
（B）火山圖顯示蛋氨酸影響的差異表達基因（n=3）。
（C）Metaplot比較在對照培養(yǎng)基（CM）或蛋氨酸限制培養(yǎng)基（MRM）中培養(yǎng)的MDA-MB-231/LM2-CTC clusters的H3K4me3富集譜。圖表以轉(zhuǎn)錄起始位點（TSS）為中心（±3.0 Kb）（n=3）。
（D）生物信息學分析篩選出10個與存活相關(guān)的基因作為H3K4me3下游靶點。
（E）熱圖顯示在CM或MRM條件下MDA-MB-231/LM2-CTC clusters中生存相關(guān)基因的表達（n=3）。
（F）通過ChIP-seq展示PDGFB基因位點H3K4me3的基因組瀏覽器軌跡（n=3）。
（G）MDA-MB-231/LM2-CTC clusters的透射電鏡圖像。
（H-J）免疫熒光代表性圖像（左）及定量結(jié)果（右）：（H）NCG-MDA-MB-231/LM2小鼠模型CTC clusters中PDGFB表達（n = 20）；（I）完整或分散的CTC clusters中PDGFB表達（n = 15）；（J）對照組或PDGFB敲低CTC clusters中PDGFB表達（n = 15）。
（K）流式細胞術(shù)代表性圖像（左）及對照組（shNC）與PDGFB敲低組（shP#1/2/3）CTC clusters中AnnexinV凋亡細胞定量（右）（n=5）。
（L）實驗設(shè)計示意圖：通過尾靜脈向NCG小鼠注射MDA-MB-231/LM2-CTC clusters（shNC和shPDGFB #3），24小時后通過生物發(fā)光成像評估轉(zhuǎn)移負荷。
（M-N）尾靜脈注射后24小時肺轉(zhuǎn)移的生物發(fā)光圖像（左）及熒光強度定量（右）（n=5）。
（7）靶向PERK/PDGFRβ作為轉(zhuǎn)移性腫瘤的治療策略
在PDX模型中，PERK抑制劑AMG44與PDGFRβ抑制劑伊馬替尼聯(lián)用，顯著降低CTC clusters數(shù)量、原發(fā)腫瘤負荷和肺轉(zhuǎn)移�；颊邅碓吹腃TC體外實驗證實聯(lián)合用藥可協(xié)同抑制細胞活力，表明雙重靶向PERK和PDGFRβ具有臨床轉(zhuǎn)化潛力。
結(jié)論和啟示
本研究通過整合轉(zhuǎn)錄組學、代謝組學和ChIP-seq技術(shù)，揭示了PERK/MAT2A/PDGFB軸在CTC clusters存活和轉(zhuǎn)移中的關(guān)鍵作用。開發(fā)的靶向PERK和PDGFRβ的聯(lián)合治療策略為抑制腫瘤轉(zhuǎn)移提供了新的思路。
ChIP-seq技術(shù)在本研究中發(fā)揮了重要作用
通過分析H3K4me3修飾，揭示了PDGFB作為CTC clusters存活信號的分子機制。未來類似研究可以進一步利用ChIP-seq技術(shù)探索其他表觀遺傳修飾在腫瘤轉(zhuǎn)移中的作用，為開發(fā)新型治療策略提供理論支持。
參考文獻：
Tang R, Sun Y, Deng A, Liu J, Dai P, Chen J, Deng C, Liu H, Hai Y, Tong Y, Du YE, Liu M, Luo H. Unfolded protein response kinase PERK supports survival and metastasis of circulating tumor cell clusters via SAM synthesis and H3K4me3-dependent PDGFB signaling. Cancer Commun (Lond). 2025 Nov 10. doi: 10.1002/cac2.70072.
標題：Unfolded protein response kinase PERK supports survival and metastasis of circulating tumor cell clusters via SAM synthesis and H3K4me3-dependent PDGFB signaling（未折疊蛋白應(yīng)答激酶PERK通過SAM合成和H3K4me3依賴性PDGFB信號支持循環(huán)腫瘤細胞簇的存活和轉(zhuǎn)移）
發(fā)表時間：2025年11月10日
發(fā)表期刊：Cancer Communications
影響因子：IF24.9/Q1
技術(shù)平臺：代謝組學、表觀組學（ChIP-seq）、轉(zhuǎn)錄組學（RNA-seq）等
客戶單位：重慶醫(yī)科大學
DOI: 10.1002/cac2.70072
背景：轉(zhuǎn)移是癌癥相關(guān)死亡的主要原因，而循環(huán)腫瘤細胞簇（CTC clusters）是遠處轉(zhuǎn)移的高效前體細胞。血液中CTC clusters的存活是腫瘤轉(zhuǎn)移的主要因子。然而，CTC clusters如何響應(yīng)血液環(huán)境并驅(qū)動轉(zhuǎn)移的潛在機制仍不清楚。本研究旨在闡明使CTC clusters能夠在血液中適應(yīng)并存活的潛在機制。
方法：采用微流控系統(tǒng)在癌癥患者以及患者來源異種移植（PDX）、細胞系來源異種移植和同基因模型中檢測CTC clusters。利用RNA測序（RNA-seq）、基因干擾和流式細胞術(shù)鑒定負責CTC clusters適應(yīng)性存活的關(guān)鍵分子。為研究適應(yīng)性存活的潛在機制，采用RNA-seq、靶向代謝組學、同位素示蹤實驗、染色質(zhì)免疫沉淀測序（ChIP-seq）和免疫熒光（IF）染色等實驗，在患者來源的CTCs和PDX模型中評估了存活通路抑制劑聯(lián)合化療藥物的治療潛力。
結(jié)果：與單CTC相比，CTC clusters表現(xiàn)出更強的存活和轉(zhuǎn)移能力，并與不良臨床結(jié)局相關(guān)。未折疊蛋白反應(yīng)（UPR）介導(dǎo)因子——蛋白激酶R樣內(nèi)質(zhì)網(wǎng)激酶（PERK）在CTC clusters中被激活，并維持S-腺苷蛋氨酸（SAM）的可用性，從而促進其在血液中的適應(yīng)性存活。具體而言，PERK介導(dǎo)激活轉(zhuǎn)錄因子4（ATF4）的上調(diào)，從而增強蛋氨酸腺苷轉(zhuǎn)移酶2A（MAT2A）表達，進而促進SAM合成。增加的SAM增強了血小板衍生生長因子B（PDGFB）啟動子上的H3K4me3修飾，導(dǎo)致PDGFB分泌升高并在CTC clusters的細胞間區(qū)域內(nèi)積累。PDGFB作為共有存活信號，通過血小板衍生生長因子受體β（PDGFRβ）觸發(fā)磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/蛋白激酶B（AKT）通路，支持CTC clusters在血液中的存活。抑制PERK和PDGFRβ嚴重損害了存活信號，并抑制了CTC clusters的轉(zhuǎn)移擴散。
結(jié)論：本研究結(jié)果揭示了PERK/MAT2A/PDGFB軸賦予CTC clusters在血液中的適應(yīng)性存活能力。靶向這一存活信號通路代表了轉(zhuǎn)移性癌癥的一種有前景的治療策略。
圖形摘要：UPR-PERK信號通路促進CTC clusters在血流微環(huán)境中存活的模式圖。
研究方法
1、樣本收集與處理：從乳腺癌、黑色素瘤、結(jié)腸癌和肺腺癌患者中收集血液樣本和原發(fā)腫瘤組織，分離出CTC clusters和單個CTC，并去除白細胞和紅細胞。
2、動物模型構(gòu)建：利用NCG小鼠、BALB/c小鼠和C57BL/6小鼠構(gòu)建患者來源異種移植（PDX）模型、細胞系來源異種移植（CDX）模型和同種異體模型，通過尾靜脈注射單CTC或CTC clusters評估其轉(zhuǎn)移能力。
3、分子干預(yù)和藥物處理：CRISPR/Cas9敲除PERK、shRNA敲低MAT2A/PDGFB/ATF4，PERK抑制劑AMG44、PDGFRβ抑制劑伊馬替尼、MAT2A抑制劑PF9366等聯(lián)合治療評估其對CTC clusters存活和轉(zhuǎn)移的抑制效果。
4、多組學分析：
ChIP-seq：分析H3K4me3在CTC clusters中的富集情況，結(jié)合RNA-seq數(shù)據(jù)篩選出與CTC clusters存活相關(guān)的基因。
RNA-seq：比較PERK-KO與對照CTC clusters的轉(zhuǎn)錄組差異，并結(jié)合代謝組學分析揭示PERK在蛋氨酸代謝中的作用。。
靶向代謝組學：檢測SAM、SAH等蛋氨酸循環(huán)代謝物。
5、功能驗證：流式細胞術(shù)檢測凋亡（Annexin V）、細胞周期。免疫熒光/免疫組化分析pPERK、PDGFB定位。微流控芯片分離患者CTC，體外培養(yǎng)并評估藥物敏感性。
結(jié)果圖形
（1）CTC clusters是多種惡性腫瘤的高效轉(zhuǎn)移前體
通過分析乳腺癌、結(jié)腸癌、黑色素瘤和肺腺癌患者血液樣本，研究發(fā)現(xiàn)CTC clusters與患者無遠處轉(zhuǎn)移生存期（DMFS）縮短顯著相關(guān)。在多種小鼠模型中（如PDX、CDX），CTC clusters數(shù)量和大小在腫瘤血管中顯著高于心臟血樣，提示其更易被遠端器官微血管捕獲。體內(nèi)實驗顯示，注射CTC clusters的小鼠比注射單CTC的小鼠更快形成肺轉(zhuǎn)移灶，且存活期更短。此外，通過藥物（如地高辛）解聚CTC clusters可顯著降低轉(zhuǎn)移負荷，證明簇狀結(jié)構(gòu)本身對轉(zhuǎn)移效率至關(guān)重要。
圖1：CTC clusters轉(zhuǎn)移能力強，預(yù)后不良。
（2）適應(yīng)性未折疊蛋白應(yīng)答（UPR）促進CTC clusters在血液中的存活
RNA-seq分析顯示，CTC clusters中相關(guān)基因顯著富集，UPR通路基因（如HSPA5、XBP1）顯著上調(diào)。CTC clusters表現(xiàn)出更強的適應(yīng)性UPR反應(yīng)，能夠有效抵抗內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激（ERS）誘導(dǎo)的細胞死亡。在模擬血液環(huán)境的懸浮培養(yǎng)中，CTC clusters的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激標記物（如TPE-MI）積累低于單CTC，且對ERS誘導(dǎo)劑衣霉素的凋亡抵抗更強。預(yù)先用UPR激活劑Azoramide處理CTC clusters可增強其肺轉(zhuǎn)移能力，表明UPR激活是CTC clusters適應(yīng)血液環(huán)境的關(guān)鍵策略。
圖2：CTC clusters中激活的UPR保護細胞免于死亡
（3）激活的UPR-PERK信號賦予CTC clusters在血液中的存活能力
PERK在CTC clusters中表達和磷酸化水平均高于單CTC。敲低PERK顯著增加CTC clusters的凋亡率。PERK抑制劑AMG44處理使CTC clusters對衣霉素敏感，而PERK激活劑MK-28可減少凋亡。體內(nèi)實驗顯示，PERK-KO的CTC clusters在肺轉(zhuǎn)移模型中凋亡增加，證實PERK是UPR通路中維持CTC clusters存活的重要因子。
圖3：PERK是促進CTC clusters存活的關(guān)鍵因子。
（4）PERK缺失抑制腫瘤轉(zhuǎn)移
尾靜脈注射PERK-KO的CTC clusters后，小鼠肺轉(zhuǎn)移結(jié)節(jié)數(shù)量顯著減少。原位移植PERK-KO腫瘤細胞的小鼠血液中CTC clusters數(shù)量下降，且簇內(nèi)TUNEL陽性細胞增多。臨床數(shù)據(jù)分析顯示，PERK高表達與乳腺癌和黑色素瘤患者的不良預(yù)后相關(guān)，進一步支持PERK在轉(zhuǎn)移中的促進作用。
圖4：PERK敲除會降低CTC clusters數(shù)量和轉(zhuǎn)移能力
（5）PERK信號通過蛋氨酸代謝維持SAM的可用性
RNA-seq和代謝組學發(fā)現(xiàn)PERK-KO導(dǎo)致蛋氨酸循環(huán)代謝物（如SAM、SAH）減少。同位素示蹤實驗證實PERK促進外源性蛋氨酸向SAM的轉(zhuǎn)化。具體而言，PERK通過激活下游轉(zhuǎn)錄因子ATF4上調(diào)MAT2A（SAM合成關(guān)鍵酶）的表達。MAT2A敲低或蛋氨酸剝奪均導(dǎo)致SAM水平下降和凋亡增加，而補充SAM可部分挽救此表型。
圖5：PERK信號通過ATF4調(diào)控MAT2A以促進蛋氨酸代謝增強
（6）PDGFB通過SAM介導(dǎo)的H3K4me3甲基化修飾作為CTC clusters內(nèi)的共有存活信號
ChIP-seq和RNA-seq聯(lián)合分析發(fā)現(xiàn)，SAM積累通過H3K4me3修飾增強PDGFB表達。ChIP-seq分析發(fā)現(xiàn)，蛋氨酸限制（MRM）顯著降低PDGFB啟動子區(qū)的H3K4me3富集。SAM補充可恢復(fù)H3K4me3水平和PDGFB表達。進一步機制研究表明，轉(zhuǎn)錄因子SP1招募組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶SETD1A催化H3K4me3修飾，直接促進PDGFB轉(zhuǎn)錄。PDGFB蛋白在CTC clusters細胞間區(qū)域富集，通過激活PDGFRβ/PI3K/AKT通路抑制凋亡，為CTC clusters提供共有存活信號。敲低PDGFB后，顯著降低了CTC clusters的轉(zhuǎn)移能力。
圖6：蛋氨酸代謝通過促進H3K4me3甲基化修飾，從而上調(diào)CTC clusters中PDGFB表達。
（A）Western blot分析對照組和PERK敲除的MDA-MB-231/LM2-CTC clusters在PF9366或SAM處理下的PERK、MAT2A和H3K4me3水平。（B）火山圖顯示蛋氨酸影響的差異表達基因（n=3）。
（C）Metaplot比較在對照培養(yǎng)基（CM）或蛋氨酸限制培養(yǎng)基（MRM）中培養(yǎng)的MDA-MB-231/LM2-CTC clusters的H3K4me3富集譜。圖表以轉(zhuǎn)錄起始位點（TSS）為中心（±3.0 Kb）（n=3）。
（D）生物信息學分析篩選出10個與存活相關(guān)的基因作為H3K4me3下游靶點。
（E）熱圖顯示在CM或MRM條件下MDA-MB-231/LM2-CTC clusters中生存相關(guān)基因的表達（n=3）。
（F）通過ChIP-seq展示PDGFB基因位點H3K4me3的基因組瀏覽器軌跡（n=3）。
（G）MDA-MB-231/LM2-CTC clusters的透射電鏡圖像。
（H-J）免疫熒光代表性圖像（左）及定量結(jié)果（右）：（H）NCG-MDA-MB-231/LM2小鼠模型CTC clusters中PDGFB表達（n = 20）；（I）完整或分散的CTC clusters中PDGFB表達（n = 15）；（J）對照組或PDGFB敲低CTC clusters中PDGFB表達（n = 15）。
（K）流式細胞術(shù)代表性圖像（左）及對照組（shNC）與PDGFB敲低組（shP#1/2/3）CTC clusters中AnnexinV凋亡細胞定量（右）（n=5）。
（L）實驗設(shè)計示意圖：通過尾靜脈向NCG小鼠注射MDA-MB-231/LM2-CTC clusters（shNC和shPDGFB #3），24小時后通過生物發(fā)光成像評估轉(zhuǎn)移負荷。
（M-N）尾靜脈注射后24小時肺轉(zhuǎn)移的生物發(fā)光圖像（左）及熒光強度定量（右）（n=5）。
（7）靶向PERK/PDGFRβ作為轉(zhuǎn)移性腫瘤的治療策略
在PDX模型中，PERK抑制劑AMG44與PDGFRβ抑制劑伊馬替尼聯(lián)用，顯著降低CTC clusters數(shù)量、原發(fā)腫瘤負荷和肺轉(zhuǎn)移�；颊邅碓吹腃TC體外實驗證實聯(lián)合用藥可協(xié)同抑制細胞活力，表明雙重靶向PERK和PDGFRβ具有臨床轉(zhuǎn)化潛力。
圖7：AMG44 和伊馬替尼的聯(lián)合療法能夠減少CTC clusters的數(shù)量并抑制轉(zhuǎn)移
結(jié)論和啟示
本研究通過整合轉(zhuǎn)錄組學、代謝組學和ChIP-seq技術(shù)，揭示了PERK/MAT2A/PDGFB軸在CTC clusters存活和轉(zhuǎn)移中的關(guān)鍵作用。開發(fā)的靶向PERK和PDGFRβ的聯(lián)合治療策略為抑制腫瘤轉(zhuǎn)移提供了新的思路。
ChIP-seq技術(shù)在本研究中發(fā)揮了重要作用
通過分析H3K4me3修飾，揭示了PDGFB作為CTC clusters存活信號的分子機制。未來類似研究可以進一步利用ChIP-seq技術(shù)探索其他表觀遺傳修飾在腫瘤轉(zhuǎn)移中的作用，為開發(fā)新型治療策略提供理論支持。
參考文獻：
Tang R, Sun Y, Deng A, Liu J, Dai P, Chen J, Deng C, Liu H, Hai Y, Tong Y, Du YE, Liu M, Luo H. Unfolded protein response kinase PERK supports survival and metastasis of circulating tumor cell clusters via SAM synthesis and H3K4me3-dependent PDGFB signaling. Cancer Commun (Lond). 2025 Nov 10. doi: 10.1002/cac2.70072.
標簽：
組蛋白修飾
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